Meteoroloogia
Ilmastikunähtused
Tuul, tuulenihe ja turbulents
Mehitamata õhusõidukite kasutusjuhendis on enamasti toodud lubatud maksimaalne tuulekiirus, mille juures ohutus on veel tagatud.
Igal õhusõidukil on oma tuuletaluvus, mis on tootja poolt määratud. Lendamine väljaspool lubatud hälvet, põhjustab probleeme navigeerimisel ning seadmel ei pruugi olla piisavalt jõudu tuuletakistuse ületamiseks või saavutatakse väga kiiresti äärmuslikud kiirused ning võib tekkida varisemine.
Tuule jälgimise juures on oluline arvestada ka tuule suuna ja kiiruse muutustega kõrgustes. Tuule kiirus kasvab kõrguse lisandudes ning võib oluliselt erineda maapinnalähedasest tuulest. Ettevaatlik tuleb olla ka külgtuulega, mis võib õhusõiduki trajektoori muuta selliselt, et kaob otsenähtavus ning halveneb raadioühendus seadmega.
Tuulenihe on definitsiooni kohaselt tuule suuna ja/või kiiruse muutus ning võib esineda nii horisontaalselt kui vertikaalselt. See tähendab, et esineb tuule nii ühe kui mitme komponendi (tuule suund, tuule kiirus) muutus ühel horisontaalsel tasapinnal (mida mõõdaksime samal kõrgusel paiknevate anenomeetritega saades erinevad suuna ja/või väärtused) või kõrguse suunas (mida mõõdaksime erinevatel kõrgustel paiknevate anenomeetritega saades erinevad suuna ja/või kiiruse väärtused).
| Liik | Põhjused | Iseloomustus |
|---|---|---|
| Frondiga seotud tuulenihe | Õhumasside temperatuurierinevustest tingitud tuule kiiruse ja suuna muutus. | Võib esineda nii horisontaalselt kui vertikaalselt. Selle prognoosimise tõenäosus on hea, kui vaadata ilmakaarte ning täheldada frontide liikumist. |
| Öine hõõrdekihi tuulenihe | Öine õhu jahtumine tingib suured temperatuurierinevused maapinnalt mõnesajameetrise õhukihi alumise ja ülemise piiri vahel ning erinevast õhutihedusest (allpoololev külm õhk on tihe, kõrgemalpool on soe õhk hõre) tuleneb tuule suuna ja kiiruse muutus. | Esineb peamiselt kevadel ja suvel, mõjutab õhusõiduki õhkutõusu ja maandumist. |
| Aluspinna topograafiast sõltuv tuulenihe | Aluspinna erinevad reljeefid osutavad tuulele erinevat takistust. Tuule suund ja kiirus on muutlikud. | Nt metsamassiivide vs lagedate põllumaade kohal liikuv tuul on erineva kiiruse ja suunaga. Prognoosimine on keerukas ning mõju õhusõidukile võib olla ootamatu. |
Kui tuule mõju vaadata kui energia ülekandumist, siis mida tugevam on tuule kiirus, seda enam kandub tuule energiat õhusõidukile üle ning kontrolli säilitamine on seda keerulisem.
Tugev külgtuul on sage nähtus mäestikes, kus tuulepealsel ja tuulealusel nõlval esinevad olulised erinevused. Samuti esineb tuulenihet metsamassiivide ja hoonete ning rünkpilvede ümbruses. Nendes alades kaasnevat loopimist nimetatakse turbulentsiks.
Joonis 1. Turbulents (allikas: The Comet programm).
Teades lennu kestel valitsevaid tuuli on võimalik selle mõjuga arvestada:
vastutuule korral pikeneb lennuaeg, taganttuule mõjul võib kiirus kasvada üle lubatud piiride.
Kõiki neid faktoreid tuleb arvestada lennu planeerimisel. Tuule puhul tuleb silmas pidada selle suunda ja kiirust nii reaalajas kui ka lähemate tundide jooksul.
Linnaefekt
Soojussaared linnades on inimtegevuse tagajärjel tekkinud ümbritsevast oluliselt soojemad alad. Temperatuurierinevused on suurimad öösiti ning on eriti märgatavad tuulevaikuses. Soojussaarte mõjusid täheldatakse enim suvel ja talvel. Ehitised, teed ja muud taristu osad neelavad ja kiirgavad suuremal hulgal soojust kui looduslikud pinnad nagu metsad ja veekogud ning tõusev soe õhuvool tekitab õhu keeriselist liikumist, mis tekitab õhusõidukitele turbulentsi.
Õhutemperatuur
Kui Päike soojendab maapinda, see soojeneb ja maapind omakorda soojendab vahetult selle kohal olevat õhku. Mida kõrgemale tõusta, seda jahedam on õhk. Rusikareegel on, et iga tuhande jala kohta jahtub õhk umbes 2 kraadi. Seega kui maapinnal on õhu temperatuur 20 kraadi, siis 1000 jala (ehk umbes 300 meetri) kõrgusel on see 18 kraadi.
Joonis 2. Õhu soojenemine (allikas: https://www.weather.gov/jetstream/heat)
Seda teades, saab hinnata õhusõidukit ümbritseva õhu temperatuuri ja pidada kinni sellele määratud temperatuurivahemikust.
Enamik kasutatavaid akusid on temperatuurist oluliselt mõjutatud ning seeläbi on mõjutatud ka seadme lennuaeg. Madalatel temperatuuridel on akude eluiga lühem, seetõttu tuleks kasutada vaid täielikult laetud akusid ning jälgida akude laetuse taset kogu lennu vältel.
Ööpäeva lõikes on madalaimad temperatuurid tavaliselt päikesetõusu ajal, mil maapind on enim jahtunud. Kuna aga õhk on halb soojusjuht, siis selgetel tuulevaiksetel öödel võib maapinnast kõrgemal tekkida inversioon. See on olukord, kui kõrguste suunas, vastupidiselt tavapärasele, temperatuur hoopis kasvab. Seda täheldatakse enim sügisel ja talvel ning inversioonikihi alla võivad tekkida udu ja madalad pilved.
Külmal ajal, kui õhutemperatuur langeb nullilähedaseks, tuleb valmis olla jäätumiseks. Vesi võib ka alla 0-kraadistes oludes olla vedel ning siis jäätub see kokkupuutel külmema pinnaga hetkega. Seetõttu tuleb eriti hoolikalt jälgida ilmaprognoose ning vältida jahedal ajal vihmaseid olusid.
Joonis 3. Lennumeteoroloogiline info (allikas: http://www.lennuilm.ee/opmet/)
Kõrgeimad temperatuurid on tavaliselt pealelõunasel ajal, mil maapind on päikesekiirguse mõjul enim soojenenud. See aga võib õhus oleva piisava niiskuse olemasolul kaasa tuua rünkpilvede arengu. Rünkpilvedes tõusvates õhuvooludes esineb tuulenihet ja turbulentsi. Ka toovad rünksajupilved kaasa hoogsademeid, võivad esineda rahe ja äike.
Sademed
Vihm
Pilvedest langevad üle poolemillimeetrised nähtavad veepiisad, mis moodustavad vihma, põhjustavad nähtavuse halvenemist ning see omakorda mõjutab piloodi otsenähtavust. Lisaks pole enamik mehitamata õhusõidukeid veekindlad ning selletõttu peaks sademetes lendamist vältima. Sademed on väga erineva intensiivsusega ning sademete hulk varieerub suuresti, kuid ka vähene kogus vett võib akude ja elektroonikasüsteemide jaoks hävitav olla. Lisaks võib vihm mõjutada selliste mehitamata õhusõidukite kasutamist, mis kasutavad stabiilsuse hoidmiseks ja navigeerimiseks kaamerate abi, sest vihm võib liikumise eristamiseks vajalikku kontrastsust vähendada. Sademed võivad mõjutada ka raadiolevi ulatust. Kui lennu kestel hakkab sadama, on soovitatav lend katkestada ning seadme märjad osad viivitamatult kuivatada.
Uduvihm
Vedelad sademed, mis langevad väga väikeste piiskadena. Nende langemist ei ole silmaga peaaegu märgata. Veepinnale ringe ei teki. Tumedale riidele jääb uduvihmast hallitust meenutav sade. Uduvihma sajab tavaliselt kihtpilvedest või udust.
Lumi
Tahked sademed, mis langevad maapinnale lumekristallidena või räitsakatena, kui õhutemperatuur on alla 0°C. Tavaliselt sajab kihtsajupilvedest, aga ka kõrgkiht –, kihtrünk- ja kihtpilvedest
Hooglörts
Hoogsademed laiade märgade räitsakate näol, mis sulavad kiiresti. Esinevad sageli koos vihmaga.
Lauslörts
Sademed, mis langevad maapinnale suurte räitsakatena ja sulavad kiiresti. Õhutemperatuur on nullilähedane. Vahel sajab koos räitsakatega ka vihmapiisku.
Pilved
Mehitamata õhusõidukitele olulisemateks pilvedeks tuleb pidada madalaid kiht- ja kihtsajupilvi, mis toovad kaasa laussademeid ning halvendavad oluliselt nähtavust; ning rünk- ja rünksajupilvi, kuna rünkpilvede all on tugevad tõusvad õhuvoolud ning suure vertikaalarenguga rünkpilve puhul ka tugevad laskuvad õhuvoolud. Rünkpilvede ümber on turbulentne õhuvool (vt pilti ülevalpool) ning rünksajupilvedega kaasnevad hoogsademed, rahe, turbulents ning võimalik on jäätumine pilvedes ja äike.
Välgulöögist tekkival elektromagnetväljal on kaugeleulatuv mõju sidesignaalidele ja elektroonikale (välku võib esineda ka ~15km raadiuses äikesepilvest, seega kuuldes müristamist on äike juba häiringute tekitamiseks piisavalt lähedal). Välgutabamus on elektroonikale hävitav ning seetõttu pole rünksajupilvede esinemise korral MÕS lennutamine soovitatav.
Pilvede paljudest liikidest on kasulik lugeda Riigi Ilmateenistuse Pilvede koolist: https://www.ilmateenistus.ee/ilmatarkus/kasulik-teada/pilved/ ning süvendatud huvi korral Maailma Meteoroloogiaorganisatsiooni Pilveatlasest: https://cloudatlas.wmo.int/